基于变异系数改进灰色关联法的石津灌区渠道防渗综合效益评价

2018-05-11保定市望都灌溉试验站河北望都072450

石河子科技 2018年1期

（保定市望都灌溉试验站，河北望都，072450）陈丽

（中铁十六局集团路桥工程有限公司，北京市，101500）赵小点

我国“十三五”规划将发展循环农业，节水农业，改善农业可持续发展现状作为重要议题，加强农田水利基础设施建设，利用好全省地下水超采综合治理的机遇，重点对灌区进行全面改造与配套，提升灌区防洪抗旱能力，提高灌区灌溉用水效率和效益对于发展节水农业至关重要。石津灌区作为河北省灌溉面积最大的灌区具有良好的自然、水源、管理条件以及灌排工程形式，结合前人研究的基础上，利用数学方法对石津灌区的渠道防渗综合效益进行量化，通过对传统灰色关联度方法进行赋权使评价结果摒弃人为因素的影响，研究结果更接近真实情况，对于指导灌区渠道防渗工作提供科学依据。

1 模型建立

1.1 求解权重值

变异系数法是利用指标在各评价对象之间的差异大小，即它所包含的信息量来确定权重的。某指标在各评价对象之间的差异越大，其分辨能力越强，在评价中发挥的作用越大，那么应该赋予的权重越大。反之，指标在各评价对象之间的差异越小，其分辨能力越弱，在评价中发挥的作用越小，那么应该赋予的权重越小。将这种差异量化，就可以得到相应的权重。在统计学中，通常采用标准差来衡量变异程度。但是，由于各指标数量级不同，标准差也就不具备了可比性，所以，采用变异系数来度量各指标之间的变异程度。最后，将变异系数做归一化处理，得到各指标权重，具体步骤如下[1]。设待评价项目有n个评价指标{A1，A2, AjAn},m个被评价方案{C1，C2CiCm}

各指标变异系数为：

将变异系数归一化处理，得到权重：

1.2 改进灰色关联度分析方法

传统灰色关联度分析[2]的方法是考虑各个方案与标准方案的关联系数的大小以确定各备选方案的关联度，最后得到最理想方案，在传统方法中，并不考虑每个方案中各指标的重要性程度，而在实际工程中，各个指标因素的重要性程度是不同的，所以本研究在关联度分析中，加入权重改进传统关联度分析方法，更合理的确定最优法案[3]。该方法的具体计算步骤如下。

（1）建立数据矩阵

第一列为标准列，选取各方案中各指标的最优值作为标准列，其余各方案数据构成比较数列。

（2）标准化处理

把标准列化为1，其余比较数列除以标准列。

（3）求差矩阵

各指标的cij，求出其余标准数列中c0j的差值的绝对值，记作△ij

（4)找到差矩阵中的最大值和最小值△max和△min

（5）计算关联度系数

ρ为分辨系数，取值范围为（0,1），本文中取0.3

（6）关联度系数加权

2 渠道防渗综合效益分析

将混凝土材料和抗冻胀、保温材料均匀组合在一起，或使用其中一种、或只使用混凝土；对于伸缩缝与防渗主材料组合[4]以不同衬砌形式间形成单因素变量为原则，并遵循有关规范、规程规定，结合石津灌区当地土壤、气温、地下水位等自然条件，渠道的大小、耐久性、防渗性、防冻害性等工程要求，进行相关技术论证。分别对比保温板、土工布、混凝土类型和伸缩缝等对于工程的影响，形成6种防渗衬砌形式，6种衬砌形式防渗效果试验均安排在同一渠道即四干三分干南四支渠道上进行，具体防渗衬砌措施见表1[5]。

运用上述方法对渠道防渗进行综合效益分析，选用对农业节水效益影响比较重要的输水损失、单位投资节水量、灌溉水有效利用系数三个指标，构建出满足水利工程综合评价分析的指标体系，六种防渗形式的指标值见表2[5]。

根据表格中不同衬砌形式的各指标变化，通过变异系数法计算得到输水损失、单位投资节水量、灌溉水有效利用系数权重分别为0.336、0.332、0.332。

将有关数据代入公式1.6并计算，确定判断矩